Berechnung der Strangaufweitung an einfachen Extrusionsdüsen unter Berücksichtigung des viskoelastischen Verhaltens von Kunststoffschmelzen mit Hilfe der FEM

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDiplomarbeit

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title = "Berechnung der Strangaufweitung an einfachen Extrusionsd{\"u}sen unter Ber{\"u}cksichtigung des viskoelastischen Verhaltens von Kunststoffschmelzen mit Hilfe der FEM",
abstract = "Die vorliegende Arbeit untersucht die M{\"o}glichkeit, viskoelastische Eigenschaften von Kunststoffen anhand zweier Stoffmodelle, dem Phan-Thien-Tanner-Modell (PTT) und dem Giesekus-Modell, welche in dem Simulationsprogramm Polyflow implementiert sind, zu beschreiben. Die Finiten Elemente Berechungen an einfachen D{\"u}senquerschnitten wurden mit Stoffdaten eines am Institut f{\"u}r Kunststoffverarbeitung (Montanuniversit{\"a}t Leoben) charakterisierten Polyethylens durchgef{\"u}hrt. Voruntersuchungen zur Geometriebestimmung, Absch{\"a}tzung der Hardwareanforderungen und Simulationsdauer gingen der Betrachtung der in Polyflow implementierten Modelle voraus. Mittels einfacher Extrusionsd{\"u}sen, deren Geometrieparameter verschiedentlich ver{\"a}ndert wurden, und Variation der Berechungsmethoden hinsichtlich 3D bzw. 2D wurden die erhaltenen Werte der Strangaufweitung gegen{\"u}bergestellt und diskutiert. Die durchgef{\"u}hrten Berechnungen zeigten eine genaue Beschreibung der Str{\"o}mungsverh{\"a}ltnisse in der D{\"u}se und dem nachfolgenden Bereich nach dem D{\"u}senaustritt, wobei ein besseres Konvergenzverhalten des Stoffmodels nach PTT im Vergleich zum Giesekus-Modell festgestellt werden konnte.",
keywords = "simulation viscous elastic properties Phan-Thien-Tanner-Theory Giesekus-Theory die swelling extrusion nozzle, Simulationsmodell Phan-Thien-Tanner-Modell Giesekus-Modell Strangaufweitung Extrusionsd{\"u}se",
author = "Martin Picha",
note = "gesperrt bis null",
year = "2008",
language = "Deutsch",

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TY - THES

T1 - Berechnung der Strangaufweitung an einfachen Extrusionsdüsen unter Berücksichtigung des viskoelastischen Verhaltens von Kunststoffschmelzen mit Hilfe der FEM

AU - Picha, Martin

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Die vorliegende Arbeit untersucht die Möglichkeit, viskoelastische Eigenschaften von Kunststoffen anhand zweier Stoffmodelle, dem Phan-Thien-Tanner-Modell (PTT) und dem Giesekus-Modell, welche in dem Simulationsprogramm Polyflow implementiert sind, zu beschreiben. Die Finiten Elemente Berechungen an einfachen Düsenquerschnitten wurden mit Stoffdaten eines am Institut für Kunststoffverarbeitung (Montanuniversität Leoben) charakterisierten Polyethylens durchgeführt. Voruntersuchungen zur Geometriebestimmung, Abschätzung der Hardwareanforderungen und Simulationsdauer gingen der Betrachtung der in Polyflow implementierten Modelle voraus. Mittels einfacher Extrusionsdüsen, deren Geometrieparameter verschiedentlich verändert wurden, und Variation der Berechungsmethoden hinsichtlich 3D bzw. 2D wurden die erhaltenen Werte der Strangaufweitung gegenübergestellt und diskutiert. Die durchgeführten Berechnungen zeigten eine genaue Beschreibung der Strömungsverhältnisse in der Düse und dem nachfolgenden Bereich nach dem Düsenaustritt, wobei ein besseres Konvergenzverhalten des Stoffmodels nach PTT im Vergleich zum Giesekus-Modell festgestellt werden konnte.

AB - Die vorliegende Arbeit untersucht die Möglichkeit, viskoelastische Eigenschaften von Kunststoffen anhand zweier Stoffmodelle, dem Phan-Thien-Tanner-Modell (PTT) und dem Giesekus-Modell, welche in dem Simulationsprogramm Polyflow implementiert sind, zu beschreiben. Die Finiten Elemente Berechungen an einfachen Düsenquerschnitten wurden mit Stoffdaten eines am Institut für Kunststoffverarbeitung (Montanuniversität Leoben) charakterisierten Polyethylens durchgeführt. Voruntersuchungen zur Geometriebestimmung, Abschätzung der Hardwareanforderungen und Simulationsdauer gingen der Betrachtung der in Polyflow implementierten Modelle voraus. Mittels einfacher Extrusionsdüsen, deren Geometrieparameter verschiedentlich verändert wurden, und Variation der Berechungsmethoden hinsichtlich 3D bzw. 2D wurden die erhaltenen Werte der Strangaufweitung gegenübergestellt und diskutiert. Die durchgeführten Berechnungen zeigten eine genaue Beschreibung der Strömungsverhältnisse in der Düse und dem nachfolgenden Bereich nach dem Düsenaustritt, wobei ein besseres Konvergenzverhalten des Stoffmodels nach PTT im Vergleich zum Giesekus-Modell festgestellt werden konnte.

KW - simulation viscous elastic properties Phan-Thien-Tanner-Theory Giesekus-Theory die swelling extrusion nozzle

KW - Simulationsmodell Phan-Thien-Tanner-Modell Giesekus-Modell Strangaufweitung Extrusionsdüse

M3 - Diplomarbeit

ER -